Способ ускорения тяжелых ионов
г
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ЗОЗО!О
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от азг. свидетельств,l ¹
Заявлено 24.1!1.1969 (М 1316365126-25) . 11ПК Н 05h 13/02
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете 1йиннстров
СССР
УДК 621.384.6(088,8) Опубликовано 26.V11.1971. Вюллетеш,¹ 23
Дата опубликования оп1гсаш1я 12.Х.1971
Лвтор и 3оо р степ и 11
Н. И. Тарантин
Объединенный институт ядерных исследований
Заявитель
СПОСОБ УСКОРЕНИЯ 1ЯЖГЛЬ1Х ИОНОВ
2 с присоединением заявки ¹
Приоритет
Изобретение относится к технике ускорения тяжелых ионов.
В настоящее время тяжелые ионы, начина11 от ионов лития и кончая ионами аргона, ускоренные до энергии 10 мэв на нуклон, широко 5 используются для проведения и изучения различных ядерных превращений, для синтеза исследования радиоактивных ядер. Особый интерес в последнее время начинает проявляться к ускорению все более тяжелых ионов, напри- 10 мер, ионов криптона, ксенона и урана.
Возможности ускорения тяжелы.; ионов до энергии, необходимой для проведения широкого круга ядерных реакций, тесно связаны с величиной их заряда. Однако эта величина 15 даже для ионных источников наиболее совершенных типов пока что не превышает +10—
+12 единиц элементарного заряда. Поэтому для ускорения ионов, например, урана <о необходимой энергии с таким зарядом требуются 20 ускорители сравнительно больших размеров.
Применение «обдирки» ионов при их ускорении позволяет уменьшить размеры ускорительной установки. Наиболее значительное сокращение размеров ускорителя в целом до- 25 стигается тогда, когда один и тот же ускоритель используется и для предварительного (до «обдирки») и для окончательного (после
«обдирки») ускорения ионов.
Одна из модификаций этого способа ускореиия закл1очаегся в локализации и в повышении вероятности «обдирки» ионов с Iloмощью тонкой пленки из А1зО„ . Осуществле11ие этого изобретения позволило получить относительно интенсивны11 пу Iок сравнительI о моноэнергетических ионов лития. Однако применение этой модификации для ускорения других, более тяжелых ионов не приводит и положительному эффекгу. Одна из причин этого — возмущение фазового движения ионов при смещеш1и центра кривизны орбиты QT ocu симметрии магнитного поля, приводящее к сильному снижению интенсивности пучка ионов элементов, более тяжелых, чем литий.
Целью изобретения является дальнейшее усовершенствование способа ускорения тяжелых ионов в циклотроне, вкгпочающего в себя предварительное ускорение ионов в резонансе с низшей гармоникой, «обдирку» ионов с помощью пленки и последующее их ускорение в резонансе с основной частотой. Это усовершенствование предполагает расширение ассортимента ускоряемых тяжелых ионов в результате обеспечения возмож 1ости использования более совершенного исто ника многозарядных ионов с разрядной камерой в ускорительном промежутке, x ë? чшение условий ускорения тяжелых ионов и расширения возможности регулировки энергии ускоренных ионов перед и i
«обдиркой».
ЗОЗО1О
Ц1-1ИИПИ
Заказ 277б,)14 Иза. № 1173 Тпр()>(< 473
1 ппогра(1»!>(, пр. Сапунова, 2
Г!одп!(свое с)1 () JocèãiIOTc» см !ц пс?п Орбиты у.),ор; с мы. . ионов, Оосспе и!Ба!Оliili:!1 Обкод ионы.",! J! истО и!икы посл(. и, . <<ООД!)рк!!», H fij)i:. >!сп . illiphi спсциалы)ой т!шографип магнитного поля ц!!к. !отропа, НОК!! ioчающеп возмущение фазового .(ВИ KPIIEl f1 llpH C »JCIIIPJJEIii OpÎHTI>l, OTOj)OC. Ilpliводит к потере ионов. т l 2 Ч Е> р Т С ж С С., С >М Ы 1 il 1 С С и И П 0 К Ы 3 2 Н Ц И К. 0трон для ) скорения г>)жслы: ; понОВ !iо прсдлBГ2cмом) способ), Гдp л — ионныl! HСГО iник; 2 — полюсный наконечник злектромагнита; 8 и 4 — дуапты; б — «обдираю!цая» плс ка; б — отклоняющая пластина; 7 — орбиты пспосредстВенно псрсд <<Обдиркой>>> <> — TÎ ж(> после «обдиркн»; i — перед выводом попов;
1Î вЂ” Госле Вывода ионов.
Б процессе предварительного ) OKopсния Егонов в резонансе с ш!зшей гармо)!!!кой ускоряющего напряжения орбиту ионов cìcù2!OT влево Вдоль оси ХХ в положение 7 так, что после «обдирки» и сокращения радиуса орбиThl H01iHJ>I)1 HCт0ЧIIHK ОK231>IBыeTCSI Вн) Tpп орб» ты 8 и пс мешает дальнейшему ускорспи)о иоПОВ. !когда радИ)C ОрОИТЫ ДОСТИ) Ыс) КОПС liiOJ! в(личины /, ее центр совмсщы)от с центром
l1O lIOC1JOJ О Н2КОПЕЧПИК2 (iIO!iOiKeilH>(9) 11 ПОП!>1
ВЬ)ВОДЯТ ИЗ ЦИ1 ЛОТРОН2 (ПОМОПIЬЮ ОТКЛОН гЧ10
Hiej пластины б.
Дл»- переме)цепия орбиты используют Н! п
Неравное приращение эпер HH прп прохождении ионами ) скому!»ioILIPГО промс?к) кы 000 1 ВЕтетВЕННО B ОДНОМ И ДР)гГОМ П;П)РЫВЛЕi)! )!?:, или смсщепи» Орбиты с помощь)о мыгп!<г!Но)О
ПОЛЯ. >ТО ПОЛЕ Hf>feeT ПЛОСКОСТЬ C 1>1 >:CTPJIП
AOZ и с.i2áO )>мепьшается с pOcTO?1 коордипыТЫ,У, например, по закону В= — Ва(1+иу ), где а(0 и (а/ ) ((1. В таком поле л)обо по !oil СIJH! Цсli1p2 ОрбiIT",>f iio Oc»,;)е в> тд(ч() (, (1) iOOВО(ДI ПИ<СНПЕ iie Ol!Bll(ilÒ ОТ КООРДППЫ Г! i
iicHij);i в отличпс от аксиальпо сиз fcipично) о м!!Гпптного поля. .чксиальнос движение HQHQB устойчиво, ссли а(0. радиальное движение ионов также уcгой !ИВО относительно 1)скоторой орбиты, перез!(:.Iц<()ощсйся вд!Оль Оси ХХ со cKopÎcTB 0 ! о. пропорциональной Х а) . Зто JepevieLI, епис
ВЫЗЫВЫСТ 112P) lilP!IH» (P230BOI O ДвижЕНИЯ
El0!i0ii. Дрейф орбиты со cKojiocтью второго поряд а малости есть результат неполной ком-! енсации смещений орбиты при JBHiKP! ии ионов по одну и другую стороны î" оси ХХ.
Ысобкодимыя величина ускоряющего напряжения, обеспечива)още-о доведение ионов до конечного радиуса, определяется скоростью и возможными )ре слами из.,)епепия фазы усКОРЕНИ)!. )о CBO!О 0»epeДЬ СкоРОСТЬ ИЗМСН(НИ)! ф23ы О Iреде Iяется Вели iHHQH спада мыГни! -!
iîãî поля (вслп i»ïoé коэффициенты а) и е1. !)! 1 ИВИ ТСКИМ РОСТОЗ) М2ССЫ УСКОРЯЕМОI О 101!d.
Прсдмет изобретения
25 ..ПО(0б МPKojie»H» l Яжслы:. HÎlioB B LIHK )Отpoi1L, выл)оч!Пощий предвари Тельное ) OJ.upeI ис 1 .онов B резонансе L )изп.ей гырмони! Ой Око )Я!01ЦСГО пыпрЯжсни», и. ; «ОбДирк) >> lipH
fJj)o?(oiKдсч1ии чсреЗ тонк) 10 пленку> рыспо;10зо .il!1) JO В llPOi» Еж) TK(МСжД) Д ап) ЫМИ> И ПОеле J) )ощсс )>cKQJBCIIHC B ie30 )ыпс ." Основной частотой, отлича)ои(ийся тем, что, с цель)О поВышения HIITeнсивности ускоренногÎ пучка
op0HTу ионов в процессе ускорения смещают
35 с помощью неравномерного ускорения или
ПЛОСКОСИММЕТРИЧПОГО ПОЛ» Т21 ., ЧТООЫ ИСТОЧ)гик оставался внутри орбиты.
У)).
